趣味生物：昆虫世界的奇妙世界学习与探索

202X1昆虫的基础认知：厘清类群边界与演化脉络演讲人2026-07-08XXXX有限公司202X昆虫的基础认知：厘清类群边界与演化脉络01昆虫的生态与社会价值：和人类命运绑定的核心类群02昆虫世界的探索实践：普通人可参与的探索路径03目录趣味生物：昆虫世界的奇妙世界学习与探索我从事昆虫学科普与野外调查工作已有12年，足迹遍布全国27个省区市的林区、草原、农田与城市绿地，累计鉴定昆虫标本超过17万号，见过很多普通人一辈子都不会接触到的奇异昆虫，也亲眼见证了这个类群被大众误解的现状：很多人提起昆虫第一反应是“害虫”“脏”，但实际上，昆虫是地球生命网络中最不可替代的环节之一，今天的课件就带领大家系统地走进这个奇妙的世界。以下内容我会结合自身工作经历，从基础认知到核心特征，再到实践方法，循序渐进地展开讲解。XXXX有限公司202001PART.昆虫的基础认知：厘清类群边界与演化脉络昆虫的基础认知：厘清类群边界与演化脉络很多人对昆虫的认知停留在“小虫子”的模糊概念中，甚至会把蜘蛛、蜈蚣、鼠妇都归为昆虫，这其实是对节肢动物门分类体系的不了解。我们首先要明确昆虫的核心定义，才能展开后续的探索。1昆虫的分类定位与核心识别特征昆虫属于节肢动物门六足亚门昆虫纲，是节肢动物中种类最多、分布最广的一个类群，成虫期的核心识别特征有三个，只要符合这三个特征就可以判定为昆虫，否则就不属于昆虫范畴：1.身体分为头、胸、腹三个独立体段，头部负责感知与取食，胸部负责运动，腹部负责代谢与繁殖；2.胸部仅生有3对分节的足，不存在更多的附肢；3.多数类群成虫期胸部生有2对翅，部分类群因生存需求出现翅退化，比如跳蚤、虱子1昆虫的分类定位与核心识别特征的翅完全消失，食蚜蝇的后翅退化为平衡棒，仅保留1对功能性前翅。我前两年去小学做科普活动的时候，就遇到过半数以上的小朋友把鼠妇（潮虫）当成昆虫，当时我把提前准备好的鼠妇和蝗虫标本拿出来让大家数足的数量，鼠妇有7对足，而蝗虫只有3对，小朋友一下就记住了这个识别要点。大家平时在户外观察的时候，也可以用这个方法快速判定观察对象是不是昆虫。2昆虫的演化历史：跨越4亿年的生存智慧昆虫是地球上最早出现的陆生动物类群之一，最早的昆虫化石可以追溯到4.08亿年前的泥盆纪，比恐龙出现的时间还要早1.7亿年，其演化历程中经历了多次生物大灭绝事件，都凭借极强的适应性存活了下来。石炭纪时期地球大气氧含量达到35%，是现在的1.7倍，当时出现了翅展达1.2米的巨脉蜻蜓，是地球历史上出现过的最大昆虫，后来随着氧含量下降、爬行动物与鸟类的崛起，昆虫逐渐向小型化、特化方向演化，到侏罗纪时期，现在我们常见的蚊、蝇、蛾、蝶等类群都已经出现，形态和现在几乎没有差异。我2022年去山东临沂的侏罗纪化石点考察的时候，还挖到过一枚保存完整的蚊类化石，翅脉结构和现在的库蚊几乎完全一致，足以见得这个类群的演化稳定性有多强。3昆虫的种群规模：地球最繁盛的动物类群目前全球已被人类命名的昆虫物种超过102万种，占所有已命名动物物种总数的75%，但据昆虫学界的保守估算，地球上实际存在的昆虫物种可能超过500万种，也就是说还有近80%的昆虫物种尚未被人类发现和命名。我2021年在西双版纳热带雨林做灯诱调查的时候，仅1个晚上就在1盏诱虫灯下收集到了237种尚未被鉴定的小蛾类标本，其中至少有12种是之前从未被记录过的新物种，这种“随手就能发现新物种”的情况在昆虫调查中十分常见，也是这个类群最有魅力的特点之一。2昆虫的核心奇妙特征：亿年演化形成的极致适应性了解了昆虫的基本属性之后，我们再深入到这个类群最具吸引力的核心特征——跨越亿年演化形成的极致适应性，这也是我十几年野外工作中每次见到都会感到震撼的部分。1运动系统的特化：突破物理极限的能力昆虫的运动能力远远超出同体型其他动物的极限，很多特征已经被人类应用到工程学领域：1运动系统的特化：突破物理极限的能力1.1跳跃能力特化以蚤目昆虫为例，跳蚤的后足演化出了由节肢弹性蛋白构成的能量储存结构，起跳时释放的能量可以让它瞬间达到自身长度350倍的跳跃高度，相当于一个1.7米的成年人可以跳到600米的高度，加速度超过重力加速度的200倍。我2020年在内蒙古牧区做蜱虫调查的时候，曾经抓到过一只草原革蚤，放在解剖镜下观察它的后足结构，那种完全由肌肉和弹性蛋白构成的“弹射装置”，精巧程度远超人类设计的同类机械。1运动系统的特化：突破物理极限的能力1.2飞行能力特化蜻蜓是昆虫中飞行能力最强的类群之一，它的四个翅膀可以独立控制振动频率和角度，既可以实现悬停、倒飞，也可以达到每小时50公里的飞行速度，翅膀前缘的翅痣结构可以消除高速飞行时的翅振颤，这个原理已经被人类应用到了航空领域，为高速飞行器的机翼设计提供了参考。我去年在江西鄱阳湖调查的时候，曾经跟踪过一只碧伟蜓，它连续飞行了2公里都没有停留，转向的时候几乎没有减速，飞行控制的精度远超现在的民用无人机。2感知系统的特化：超越人类感知范围的信息捕捉昆虫的感知能力覆盖了很多人类无法感知的信号维度，是它们能够在复杂环境中生存的核心能力：2感知系统的特化：超越人类感知范围的信息捕捉2.1化学信号感知多数蛾类的雄性个体生有羽状触角，上面覆盖了上万个化学感受器，可以精准捕捉到几公里外雌性个体释放的性信息素，最低感知浓度可以达到每立方米仅几个分子。我之前参与过农业害虫性诱剂的推广实验，在10亩的玉米地里只放置了1个含有玉米螟性信息素的诱芯，1个晚上就诱捕到了327只雄性玉米螟，防治效率比喷洒普通农药高3倍，而且不会产生农药残留。2感知系统的特化：超越人类感知范围的信息捕捉2.2视觉信号感知螳螂的复眼由上万个小眼构成，拥有极强的立体视觉和动态感知能力，捕猎时的反应速度仅为0.01秒，是人类反应速度的50倍。我之前养过一只广斧螳螂，平时喂它果蝇的时候，肉眼根本看不清它出击的动作，要用240帧的慢动作视频才能完整还原它的足夹取猎物的全过程。3防御系统的特化：多种多样的生存策略昆虫的防御策略是所有动物类群中最多样的，很多防御方式完全超出人类的想象：3防御系统的特化：多种多样的生存策略3.1化学防御最典型的是气步甲，也就是我们常说的“放屁虫”，它的腹部有两个独立的腺体，分别储存对苯二酚和过氧化氢，遇到危险的时候会把两种物质混合到反应腔中，在酶的催化下瞬间产生100℃以上的苯醌类气体，高速喷出驱赶天敌。我刚参加工作的时候没经验，第一次抓气步甲的时候直接用手捏，被喷了一下，手指当时就肿了，皮肤的黄色印记过了一周才消掉，印象特别深刻。3防御系统的特化：多种多样的生存策略3.2拟态防御昆虫的拟态分为贝氏拟态和缪勒拟态两种，前者是无毒的物种模仿有毒的物种躲避天敌，比如食蚜蝇模仿蜜蜂的外形和飞行姿态，让天敌以为它有蛰刺不敢攻击；后者是多个有毒物种互相模仿，降低天敌的学习成本，比如多种斑蝶都演化出了相似的橙黑相间的花纹，天敌只要吃了一种中毒，就不会再吃其他相似花纹的物种。我2019年在峨眉山考察的时候，见过一只枯叶蛱蝶停在枯树枝上，翅膀收拢之后和旁边的枯叶几乎一模一样，连叶脉的纹路都完全复刻，我站在半米外观察了半分钟才认出它是蝴蝶。XXXX有限公司202002PART.昆虫的生态与社会价值：和人类命运绑定的核心类群昆虫的生态与社会价值：和人类命运绑定的核心类群这些精妙的适应性特征，最终的价值不仅体现在昆虫自身的生存上，更构建了整个陆地生态系统运转的底层逻辑，和人类社会的发展也有着千丝万缕的联系。1生态系统中的核心功能昆虫是陆地生态系统的基石，没有昆虫的存在，整个陆地生命网络都会崩溃：1生态系统中的核心功能1.1传粉功能全球75%的农作物、80%的野生显花植物都依赖昆虫传粉，如果没有传粉昆虫，我们平时吃的苹果、樱桃、蓝莓、油菜等作物都会绝收，整个粮食系统都会崩溃。我2021年在山东烟台的樱桃园做过对照实验，覆盖防虫网、没有传粉昆虫进入的大棚，樱桃坐果率仅为11.7%，而放置了蜜蜂蜂箱的大棚坐果率达到了87.3%，产量差距非常明显。1生态系统中的核心功能1.2分解功能蜣螂、葬甲、白蚁等腐食性昆虫是生态系统的“分解者”，可以快速分解动植物残体、粪便，把有机质转化为可被植物吸收的养分回归土壤。我在内蒙古草原调查的时候见过，一堆1公斤左右的新鲜牛粪，仅用3天就会被蜣螂完全转移到地下，既避免了牛粪覆盖草场导致牧草死亡，也为土壤补充了肥力，如果没有蜣螂，草原用不了10年就会被粪便覆盖，无法再放牧。1生态系统中的核心功能1.3食物链支撑功能昆虫是食物链底层的核心蛋白质来源，80%的陆生鸟类、100%的两栖类都以昆虫为主要食物，尤其是育雏期的鸟类，一窝麻雀幼鸟每天要吃掉至少50条鳞翅目幼虫，如果没有充足的昆虫供给，幼鸟根本无法存活。我之前参与过北京地区鸟类食性调查，通过红外相机监测发现，育雏期的麻雀亲鸟平均每2分钟就要回巢送一次食物，其中90%以上都是昆虫。2对人类社会的实用价值除了生态价值之外，昆虫也为人类社会发展提供了很多直接的支撑：2对人类社会的实用价值2.1产业价值我国已有数千年的养蚕缫丝历史，丝绸产业至今仍是很多地区的支柱产业；蜂产业每年生产的蜂蜜、蜂王浆、蜂胶等产品年产值超过200亿元；近年来新兴的食用昆虫产业，黄粉虫、蟋蟀的蛋白含量达到60%以上，是牛肉的2倍，饲料转化率是大豆的3倍，未来有可能成为解决全球蛋白质短缺问题的重要路径。我去年参加全国昆虫产业大会的时候了解到，现在已经有企业用黑水虻处理厨余垃圾，1吨黑水虻幼虫可以吃掉5吨厨余垃圾，转化后的虫体可以直接作为水产饲料，完全实现了变废为宝。2对人类社会的实用价值2.2科研价值果蝇是遗传学研究的核心模式生物，迄今为止已经有6个诺贝尔奖的研究成果是以果蝇为实验材料获得的；蟑螂的断肢再生能力、免疫能力，为人类的再生医学、抗菌药物研发提供了重要的参考；蜻蜓的飞行原理、蝴蝶的结构色原理，也为工程学、材料学的发展提供了仿生参考。我之前参与过一个药用昆虫研究项目，发现美洲大蠊的提取物可以有效促进胃溃疡的创面愈合，现在相关的药物已经上市，临床疗效非常好。2对人类社会的实用价值2.3文化价值昆虫在人类文化中也占据了重要的位置，我国从唐代就有斗蟋蟀的传统，蝴蝶是中国传统文学中爱情的意象，法布尔的《昆虫记》更是影响了全球数代人的自然观，我自己就是小时候读《昆虫记》才爱上昆虫学，走上了昆虫研究的道路。XXXX有限公司202003PART.昆虫世界的探索实践：普通人可参与的探索路径昆虫世界的探索实践：普通人可参与的探索路径正是因为昆虫有这么多奇妙的特性和重要的价值，越来越多的人希望参与到昆虫世界的探索中，接下来我就结合自己的工作经验，给大家介绍一些可落地的探索实践方法。1观察的基础注意事项首先要做好自身防护，不要直接用手接触不认识的昆虫，尤其是鳞翅目幼虫（毛毛虫），很多种类的毒毛接触皮肤后会引发严重的过敏反应，我小时候在老家摘枣的时候就被刺蛾幼虫蛰过，胳膊肿了三天，疼到连笔都握不住；其次要遵守相关法律法规，不要随意捕捉国家保护昆虫，比如阳彩臂金龟、金斑喙凤蝶都是国家二级保护动物，捕捉、交易都会承担法律责任，我去年就看到过一个网友在山上抓了一只阳彩臂金龟拍视频炫耀，最后被林业部门处罚的案例。2基础探索工具普通爱好者不需要准备太专业的设备，只需要准备一个10倍以上的放大镜、一个透气的昆虫观察盒、一个便携捕虫网就可以开展基础观察，观察结束后要把昆虫放回原栖息地，不要随意带走；如果想要做长期记录，可以准备一个高清相机，记录昆虫的形态、生境，标注观察时间、地点，上传到中国生物物种名录、iNaturalist等公民科学平台，就可以为科研人员提供有用的分布数据。3公民科学参与渠道现在国内有很多面向公众的昆虫公民科学项目，比如全国蝴蝶监测项目、城市昆虫多样性调查项目，很多地方的自然保护地都会定期组织公众参与的昆虫调查活动，普通人只要经过简单的培训就可以参与。我去年就收到过一个浙江的小学生上传的照片，是他在丽水山区拍到的阳彩臂金龟，是这个物种在丽水地区的首次记录，为我们研究这个物种的分布范围提供了非常重要的参考，普通公众的观察数据，很多时候可以填补专业调查的空白。今天我们从昆虫的基础认知出发，了解了这个占地球已知动物物种四分之三的类群的演化历史与基